JP2018202378A

JP2018202378A - 水素ガス発生装置

Info

Publication number: JP2018202378A
Application number: JP2017114642A
Authority: JP
Inventors: 和久福岡; Kazuhisa Fukuoka
Original assignee: Ecomo Int Co Ltd; Ecomo International Co Ltd
Current assignee: Ecomo Int Co Ltd; Ecomo International Co Ltd
Priority date: 2017-06-09
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2018-12-27
Anticipated expiration: 2037-06-09
Also published as: CN109019509A; JP7054500B2; KR20180134729A

Abstract

【課題】ケースに水素発生剤を収容した水素発生ユニットに構成しながら迅速に水素ガスの発生を可能とし、且つ、金属イオンが飲料水に溶出しないようにケースに付加構成した逆止機能を確実に果たし得る水素ガス発生装置を提供する。【解決手段】ペットボトル内に投入自在とした密閉状の筒状ケース内に、水素発生剤を収納するための水素ガス発生空間を形成すると共に、水素ガス発生空間の端部には水素ガス発生空間と遮断したガス充填空間を形成し、ガス充填空間の一端壁部にはガス放出用小孔を穿設し、水素ガス発生空間と充填空間とは両端開口部が各空間にそれぞれ開口した逆止細パイプを介して連通状態とした。【選択図】図４

Description

この本発明は、ペットボトル等の飲料水容器中に投入して容器中で水素ガスを発生し、飲料水を水素水に変換することのできる水素ガス発生装置に関する。

最近、水素水が健康志向の風潮に合致して水素水生成技術が多数考案されている。元来、水素水発生技術はすでに公知でありAlやMgの金属と酸化Caや水酸化Ca等の水素発生剤の混合粉に水を反応させることにより水素ガスを生成することができる。かかる水素ガスを飲料水に接触溶解させることにより水素水が生成される。

従って、水素水生成技術の中核は水素ガスを生成する水素発生剤をいかに水と接触させて飲料水容器中で迅速に水素ガスを発生させるか、すなわち水素発生剤と水との反応、及び飲料水への水素ガスの溶解を一定の器具内において達成できるようなハンディ式水素発生ユニットをいかに構成するかにかかっている。

そのために、水素発生剤は不織布等の小袋中に水素発生剤を収納し、この小袋を一定形状のケースに収容し、このケース全体を水素発生ユニットとして携帯に便利な形態とすると共に、飲料に際してはペットボトル等の飲料水容器中にこの水素発生ユニットを投入する技術（例えば、特許文献１参照。）が出現してきた。

水素発生剤の小袋と水との接触形態については、各種の方法が考えられており、例えばケース中に収容する前に予め水に浸漬してその袋の湿った状態でケース中に収容してケース内で水素ガス発生反応を生起させる状態でペットボトルに投入する。

そして、ケースから放出される生成水素ガスをボトル内に充満させながら、或いは飲料水に放出させながら水素水を生成する。

かかるケース内収容の水素発生ユニット形態が進化した技術として、ケースを用いることなく水素発生剤を収納した小袋そのものをペットボトル等の容器中に投入してペットボトル内の飲料水と反応させて水素水を生成する技術が考案される。

ペットボトルの飲料水中水素水生成技術を応用する分野に限定すると、上記のように水素発生ユニットをペットボトル中に投入するか、水素発生剤収納の小袋を投入するかの二実施形態に集約されている。

ところが、これらの実施形態において最も重要なことは、水素反応生成時にAlやMgから派生する金属イオンが飲料水中に溶出しなようにいかに金属イオンをブロックするかという技術課題を解決することであった。

例えば、水素発生ユニットにおいては、飲料水がユニットケース内に侵入しないように水素ガス放出路に逆止機能を保持させる技術が必要となり、他方、水素発生剤収納の小袋においては、反応水の浸透と水素ガスの放出を可能としながら金属イオンが滲出しないように袋素材にいかに逆止機能を保持させるかの各種の工夫が必要となる。

この金属イオンブロックは、飲料水という性格上、健康維持のために法的、生体的にも必須の要件とされている。

特開２０１５−２１４３７２号

ところが、このようなユニットケースは、ケース中で直接に水素発生剤と水とを接触させて水素発生効率を向上させることはできるものの、金属イオンブロックを確実に行う程に構造が複雑となり使用勝手が悪くなり水素発生剤袋は素材の選択が難しくブロック機能を十分に果たし得ない欠点を有していた。

他方、特に水素発生剤収納の小袋をペットボトルに投入する実施形態では飲料水が不織布等の小袋から滲入して水素発生剤と反応するためには10時間以上を要するという遅延発生の欠点を有していた。

この発明では、ケースに水素発生剤を収容した水素発生ユニットに構成しながら迅速に水素ガスの発生を可能とし、且つ、金属イオンが飲料水に溶出しないようにケースに付加構成した逆止機能を確実に果たし得る水素ガス発生装置を提供せんとするものである。

この発明は、ペットボトル内に投入自在とした密閉状の筒状ケース内に、水素発生剤を収納するための水素ガス発生空間を形成すると共に、水素ガス発生空間の端部には水素ガス発生空間と遮断したガス充填空間を形成し、ガス充填空間の一端壁部にはガス放出用小孔を穿設し、水素ガス発生空間と充填空間とは両端開口部が各空間にそれぞれ開口した逆止細パイプを介して連通状態としたことを特徴とする水素ガス発生装置を提供せんとするものである。

また、筒状ケースは、連結した状態でペットボトル内に投入自在とした密封連結可能な上下二段の上下側ケースよりなり、また、水素ガス発生室内は下側ケースとすると共に水素発生剤はペットボトル中の飲料水に端部を浸漬し湿らせて下側ケース中に収納可能とし、また、ガス放出用小孔は、水素ガス発生室内の頭部に水素ガス発生空間と遮断して形成したガス充填空間となる上側ケース頭部の一端壁部に穿設し、また、逆止細パイプは、下側ケースとガス充填空間との間に介設し、また、ガス放出用小孔にはガス充填空間内に開口配設した細パイプを連通して設けたことを特徴とする。

また、連通した状態でペットボトル内に投入自在とした密封連結可能な上下二段の上下側ケースと、湿らせて下側ケース中に収納し水素を発生するようにした水素発生剤と、下側ケース中の水素発生剤から発生した水素を貯溜するために上側ケース中に形成したガス貯溜空間と、上側ケースの頭部にガス貯溜空間と遮断して形成したガス充填空間と、ガス貯溜空間をガス充填空間に連通するためにガス貯溜空間の頭部壁面に穿設したガス連通用小孔と、上側ケースの頭部周壁に穿設し、ガス充填空間に連通するガス放出用小孔と、ガス連通用小孔に連通連設した状態でガス充填空間内に開口配設した逆止細パイプと、ガス放出用小孔に連通連設した状態でガス充填空間内に開口配設した細パイプと、よりなることを特徴とする。

この発明によれば、下側ケース内で発生した水素ガスはガス貯溜空間内に逐次貯溜されていき逆止細パイプを介してガス充填空間に充填して内圧が高まり細パイプからケース外に放出されるため、上下側ケースをペットボトル中に投入しても飲料水は各細パイプの相乗機能により上下側ケース内に逆流することはなく水素ガスは各細パイプを介して上下側ケース外に放出されてペットボトル内の飲料水に溶解して水素水を確実に且つ短時間で生成することができる効果がある。

本発明に係る水素ガス発生装置の外観斜視図である。本発明に係る水素ガス発生装置の分解斜視図である。本発明に係る水素ガス発生装置の側面図である。本発明に係る水素ガス発生装置のＡ−Ａ縦断面図である。本発明に係る水素ガス発生装置のＤ−Ｄ横断面図である。本発明に係る水素ガス発生装置のＣ−Ｃ横断面図である。本発明に係る水素ガス発生装置のＢ−Ｂ横断面図である。本発明に係る水素ガス発生装置の平面図である。本発明に係る水素ガス発生装置の使用状態を示す斜視図である。本発明に係る水素ガス発生装置の使用状態を示す斜視図である。本発明に係る水素ガス発生装置の変形例１を示す縦断面図である。本発明に係る水素ガス発生装置の変形例２を示す縦断面図である。本発明に係る水素ガス発生装置の変形例３を示す縦断面図である。

この発明の要旨は、水素ガス発生装置は、ペットボトル内に投入自在とした密閉状の筒状ケース内に、水素発生剤を収納するための水素ガス発生空間を形成すると共に、水素ガス発生空間の端部には水素ガス発生空間と遮断したガス充填空間を形成し、ガス充填空間の一端壁部にはガス放出用小孔を穿設し、水素ガス発生空間と充填空間とは両端開口部が各空間にそれぞれ開口した逆止細パイプを介して連通状態としたことにある。

より具体的には、連通した状態でペットボトル内に投入自在とした密封連結可能な上下二段の上下側ケースと、湿らせて下側ケース中に収納し水素を発生するようにした水素発生剤と、下側ケース中の水素発生剤から発生した水素を貯溜するために上側ケース中に形成したガス貯溜空間と、上側ケースの頭部にガス貯溜空間と遮断して形成したガス充填空間と、ガス貯溜空間をガス充填空間に連通するためにガス貯溜空間の頭部壁面に穿設したガス連通用小孔と、上側ケースの頭部周壁に穿設し、ガス充填空間に連通するガス放出用小孔と、ガス連通用小孔に連通連設した状態でガス充填空間内に開口配設した逆止細パイプと、ガス放出用小孔に連通連設した状態でガス充填空間内に開口配設した細パイプとで構成したことにある。

〔１．実施例〕
以下、本発明に係る水素ガス発生装置の実施例を図面に基づき詳説する。図１及び図２は本発明の実施例である水素ガス発生装置の外観斜視図及び分解斜視図、図３及び図４は水素ガス発生装置の側面図及びＡ−Ａ縦断面図、図５は下側ケース下部のＤ−Ｄ横断面図、図６は下側ケースのＣ−Ｃ横断面図、図７は上側ケースのＢ−Ｂ横断面図、図８は水素ガス発生装置の平面図、図９は水素発生剤の収納状態を示す斜視図、図１０は水素ガス発生装置の使用状態を示す斜視図である。

本実施例に係る水素ガス発生装置Ａは、図１及び図２に示すように、密封連結可能な上下二段の上側ケース２と下側ケース３とからなる筒状ケース１を基本構成としている。

筒状ケース１の長さは投入するペットボトル内径の長さよりも長くなるように形成しており、図１０に示すように、筒状ケース１をペットボトル中に投入した際にペットボトル内部で筒状ケース１上下端部がペットボトル内周壁に突き当たることで上下反転することを防止している。

下側ケース３は、図２〜図４に示すように、有底筒状で下側ケース３上部の上端開口部３０をはめ込み式或いはネジ式とし上側ケース２と連結可能に形成している。

より具体的には上端開口部３０外周をはめ込み式或いはネジ式に形成して上側ケース２下部内周と連結可能に形成し、さらに上端開口部３０の外周の所定位置にシール部材３１を外嵌している。なお、本実施例に係るシール部材３１は樹脂製のＯリングを用いている。

下側ケース３の周壁は、図４に示すように、ジャケット構造３２としており、筒状ケース１外方の飲料水の水温が筒状ケース１内に収納された水素発生剤に伝わらないように遮断し、水素発生剤の放熱を抑制する断熱機能を筒状ケース１に付与している。

すなわち、ジャケット構造３２は、内壁３３と外壁３４とを入れ子状とし、内外二重壁の間に断熱空間３５を形成して構築している。なお、下側ケース３周壁を肉厚に形成して断熱構造の熱遮断効果を可及的向上させることとしてもよい。

このような構成により水素発生剤の反応熱が飲料水に吸熱されることなく更なる水素発生剤の水素ガス生成反応を助長し、水素発生剤が比較的短時間で多量の水素ガスを生成することを可能としている。

下側ケース３の下底部には、はめ込み式の空間ケース３６が備えられており、筒状ケース１をペットボトル内に投入した際の浮力を筒状ケース１に付与している。すなわち、下側ケース３は、図２、図４及び図６に示すように、内壁３３と外壁３４との二重壁とよりなる有底筒状の下側ケース本体３７と、下側ケース本体３７下部に挿嵌される空間ケース３６と、を備える。

空間ケース３６は、有底筒状でその上端開口部３６a外周をはめ込み式或いはネジ式として下側ケース３内周と連結可能に形成し、さらに上端開口部３６aの外周の所定位置にシール部材３６ｂを外嵌している。なお、本実施例における空間ケース３６は下側ケースの約1/4の長さとなるように形成している。

下側ケース３の内部は、縦長の扁平空間とし、略扁平状で縦長袋状の水素発生剤４を縦方向に収納・取出し自在に形成している。より具体的には図４及び図９に示すように、下側ケース３において、有底筒状の内壁３３における縦長扁平空間を水素発生剤４の収容部１１としている。

水素発生剤４は、透水性とガス透過性を有する不織布で形成された袋体と、袋体内部に収納密閉されて水と反応して水素を発生させる発生剤と、で構成されている。発生剤は、水と反応して水素を生成できるものであればよく、例えば、AlやMg、酸化Caや水酸化Ca等の混合粉を採用することができる。

水素発生剤４は使用する前に、すなわち下側ケース３に収納する前に、水に略半分を漬けて湿らせ予め袋内部の発生剤と水とを接触させ水素発生反応を生起させる。水素発生反応を生起させる反応水は、例えばペットボトルＰの飲料水でもよいし、水道水であってもよい。

上側ケース２は、上述の如く下側ケース３と連結して連通するように構成されており、下側ケース３内で発生した水素が上昇して上側ケース２内のガス貯溜空間５に貯溜される。すなわち、図４及び図６に示すように、下側ケース３と上側ケース２とを密封連結した状態であって、下側ケース３内に収納された水素発生剤４の上方空間をガス貯溜空間５としている。

また図４に示すように、上側ケース２の頭部には上側ケース２の約1/2高さのガス充填空間６を形成しており、ガス貯溜空間５とガス充填空間６とはガス貯溜空間５の頭部壁面としての仕切り体２０で仕切られている。

より具体的には、図２に示すように、上側ケース２は、下側ケース３上部に着脱自在に設けられ、下側ケース３と連結してガス貯溜空間５を形成する上側ケース本体２１と、同上側ケース本体２１上部に着脱自在に設けれられ、上側ケース本体２１と連結してガス充填空間６を形成するキャップ体２２とを備えている。

上側ケース本体２１上部、すなわち上端開口部２１ａ外周をはめ込み式或いはネジ式としてキャップ体２２と連結可能に形成し、さらに上端開口部２１ａの外周の所定位置にはシール部材２１ｂを外嵌している。

仕切り体２０には上側ケース２下部のガス貯溜空間５と上側ケース２上部のガス充填空間６とを連通するガス連通用小孔７が穿設されている。ガス連通用小孔７には、図４及び図７に示すように、逆止細パイプ８を縦方向に嵌着しており、逆止細パイプ８はガス充填空間６の中央、すなわちキャップ体２２上面の中央から偏心した位置に配設されている。

逆止細パイプ８は、図４に示すように、その両端開口部８ａ、８ｂをガス充填空間６とガス貯溜空間５にそれぞれ開口して両空間５、６を連通する。なお、逆止細パイプ８はガス連通用小孔７の上下方向に伸延して形成してもよい。

そして、この逆止細パイプ８を介してガス貯溜空間５内の水素ガスはガス充填空間６内に放出されるが、筒状ケース１外方の飲料水は逆止細パイプ８の上端開口部８ａから侵入することはできない。このように逆止細パイプ８は水素ガスを送気しながら反応水となる飲料水は送水できないという逆止機能を有する。

また、筒状ケース１の上半部にガス貯溜空間５やガス充填空間６を形成し下半部に比較的重量のある水素発生剤４を収納するように形成したため、ペットボトルＰ内の筒状ケース１は、筒状ケース１内の下半部に収納された水素発生剤４を重心とすると共に上半部のガス貯溜空間５やガス充填空間６をフロートとして常時筒状ケース１の上半部を上方に向けたままの略立垂姿勢で浮遊することとなる。

すなわち、筒状ケース１は後述する上側ケース２に設けられたガス放出用小孔９をケースの浮力により常時上方に向けて浮遊し、結果、図１０に示すように、ペットボトルＰ内上部に溜まる水素ガス溜まり空間Ｈにガス放出用小孔９が常時露出することとなり、飲料水の筒状ケース１内部への侵入を可及的抑制している。

上側ケース２の上端の天井壁、すなわち、ガス充填空間６の天井周壁の中央には、図４及び図８に示すように、ガス放出用小孔９を穿設している。より具体的には、上側ケース２のキャップ体２２上面略中央部にケース内で発生した水素ガスをケース外へ放出するためのガス放出用小孔９を穿設している。

ガス放出用小孔９には、細パイプ１０がガス充填空間６内に向かって連通連設されている。なお、ガス放出用小孔９のみでも水素ガスの放出は可能であるが、後述する逆止細パイプ８との相乗機能の観点からガス放出用小孔９には細パイプ１０を配設した方が好ましい。

細パイプ１０と逆止細パイプ８とは、図４に示すように互いに側面視で一部重複し、且つ図７に示すように平面視で中心位置と偏心位置にある。このように配置構成した細パイプ１０と逆止細パイプ８との相乗機能により、ガス貯溜空間５からの水素ガスの放出ができるものの筒状ケース１外方の飲料水は上下側ケース内に侵入できないこととなる。

仮に、ケース外からケース内に飲料水が侵入すると、水素発生剤４と水との反応時に生成される金属イオンは侵入した飲料水に溶解した金属イオン水として侵入経路をたどってケース外に溶出し、ペットボトル内の飲料水に混入することとなる。

より具体的には、上下側ケース２、３（筒状ケース１）とペットボトルＰとの内圧の関係は、水素ガス生成時においては上下側ケース内圧≧ペットボトル内圧となるが、水素ガス生成終了後、すなわち水素ガス生成反応終了後においては反応熱により熱せられたケース内部の水素ガスが冷却収縮したりペットボトルＰを把持押圧することにより上下側ケース内圧≦ペットボトル内圧となる。

その結果、仮にガス放出用小孔９が飲料水中にあると、上下側ケース内圧より高いペットボトル内圧により飲料水がケース内部へ吸引され、水素発生剤４の発生剤が溶出して金属イオン水を生成し、同金属イオン水がケース外へ不用意に放出されることで飲料水を汚染する恐れがある。

従って、ペットボトルＰ中に投入した際に、ケース外の飲料水がケース内に侵入することを阻止することにより、金属イオンの飲料水中への溶出をブロックすることが可能となる。

かかる金属イオンブロックのために各細パイプ８、１０は機能すると同時に、仮に細パイプ１０より上下側ケース２、３内に微量の水が侵入したとしても逆止細パイプ８と細パイプ１０の相乗機能により、上下側ケース２、３外方に排出できないという上下側ケース２、３内からみた逆止機能を果たすことができる。

換言すれば、ガス充填空間６と、ガス充填空間６で開口方向を互い違いにして側面視で一部重複し平面視で中心位置と偏心位置となるよう配設した細パイプ１０と逆止細パイプ８とは、液体の侵入・放出を防止すると共に気体の放出を行う液体トラップ構造を構築している。

すなわち、細パイプ１０と逆止細パイプ８とが上下側ケース２、３外方からの侵入水や下側ケース３内部からの金属イオン水の液体の移動を可及的抑制する逆止機能を果たすと共に、ガス充填空間６が一部移動してきた侵入水や金属イオン水を貯溜するトラップ空間機能を果たすことで、水素ガスを上下側ケース２、３から効果的に放出すると共に侵入水や金属イオン水を飲料水中へ放出を遮断することを可能としている。

〔２．変形例１〕
以下、本発明に係る水素ガス発生装置の他の変形例１について詳説する。図１１は変形例１に係る水素ガス発生装置のガス充填空間を示す側断面図である。なお、以下において上述した実施例と同じ構成、符号については説明を省略する。

本変形例に係る水素ガス発生装置Ｂは、図１１に示すように、上述した気体を通過させつつも液体の逆流現象を防止するトラップ空間として機能するガス充填空間６を複数設けている。

すなわち、上側ケース２上半部の内部には、仕切り体２０を所定間隔を隔てて複数配設し、同仕切り体２０により複数のガス充填空間６ａ、６ｂ、６ｃを区画形成している。

このような複数のガス充填空間６ａ、６ｂ、６ｃにおいて、隣り合うガス充填空間６ａ、６ｂ、６ｃ同士を逆止細パイプ８を介して連通連設し、液体トラップ構造をケース内部に多段階的に構築することにより、ケース内外における飲料水や金属イオン水の逆流現象の防止を堅実とすることができる。

〔３．変形例２〕
次に、本発明に係る水素ガス発生装置の他の変形例２について詳説する。図１２は変形例２に係る水素ガス発生装置の下側ケースの側断面図である。

本変形例に係る水素ガス発生装置Ｃでは、上下側ケース２、３のいずれか一方にガス充填空間６やガス貯溜空間５と遮断した水素水検知空間１２を形成している。

すなわち、上側ケース２又は下側ケース３のいずれか一方に水素水検知試薬１３を収納する水素水検知空間１２を形成すると共に同水素水検知空間１２と外部とを連通する水素水流入孔１４を同一方のケース周壁に穿設し、さらに、水素水流入孔１４には逆止細パイプ８を配設している。

なお、本変形例では水素水検知試薬１３として含有水素量に応じて色合いが変化するメチレンブルーを採用している。また、本変形例では下側ケース本体３７の内外二重壁の間の空間の一部、すなわち断熱空間３５の一部を仕切って水素水検知空間１２としている。

このような構成により水素ガス発生装置Ｃがペットボトル中の飲料水が水素水となったことを使用者に告知することを可能とする。

すなわち、水素水検知空間内圧とペットボトル内圧との関係は、ペットボトル内へのケース投入直後は略平衡状態であるが、水素ガスの発生に伴いペットボトル内圧の方が高まることによりペットボトル中の飲料水が水素水流入孔１４に配設した逆止細パイプ８を介して水素水検知空間１２に送水される。

その結果、ペットボトル内圧の高まりにより水素水が生成されると共に同水素水が水素水検知空間１２内へ圧入されて水素水検知試薬１３と反応することでペットボトル内圧の高まりに応じた水素含有量の検出を可能としている。

〔４．変形例３〕
次に、本発明に係る水素ガス発生装置の他の変形例３について詳説する。図１３は変形例３に係る水素ガス発生装置の下側ケースの側断面を示す原理図である。

本変形例に係る水素ガス発生装置Ｄでは、ガス放出用小孔９を下側ケース３の下底部に形成し、ガス貯溜空間５又はガス充填空間６と下底部のガス放出用小孔９との間にバイパス路１６を迂回させるように形成している。なお、上下側ケース２、３を肉厚に形成し、この肉厚内部にバイパス路１６を形成することもできる。

水素ガス発生装置Ｄは、図１３に示すように、下側ケース本体３７下部に着脱自在に挿嵌され、内部中空状に形成して下方ガス充填空間６ｄとした下方キャップ体３８と、下方キャップ体３８底面の中央に穿設したガス放出用小孔９と、上方のキャップ体２２のガス充填空間６と下方ガス充填空間６ｄとを連通するバイパス路１６と、を備える。

下方キャップ体３８底面の中央に穿設したガス放出用小孔９には、下方ガス充填空間６ｄに向けて細パイプ１０が延設されている。

また、バイパス路１６は、下方キャップ体３８内において開口を上方にむけると共に下方キャップ体３８の天井壁近傍まで伸延して形成することにより、下方キャップ体３８内で逆止細パイプ８と同様の液体逆止機能を果たすことができる。

このような構成により、上述した液体トラップ機能を保持することができると共に、上下側ケース２、３がペットボトル中で立垂状態を保持しつつケース下方より水素ガスが放出させることができ、放出される水素ガスが直接に飲料水に接触して溶解するいわゆるバブリング作用により飲料水への水素ガス溶解効率を向上できる。

〔５．水素ガス発生装置の使用例〕
このように構成した水素ガス発生装置Ａは、以下のようにして使用する。

まず、本実施例に係る水素ガス発生装置Ａに係る筒状ケース１を上側ケース２と下側ケース３とに上下分解する。

次いで、袋状の水素発生剤４をペットボトルＰの飲料水に浸漬して湿らせて、図９に示すように、分解した下側ケース３中に速やかに収納する。

次いで、上側ケース２と下側ケース３とを組立てて筒状ケース１に構成し、そのままペットボトルＰ中に投入し、ペットボトルＰの蓋を閉めた後ペットボトルを振盪する。

このような状態で筒状ケース１はペットボトル内でガス放出用小孔９を常時上方に向け、且つ略立垂姿勢を保持した状態で浮遊する。

次いで、一定時間静置しておくと、筒状ケース１のガス放出用小孔９から水素ガス気泡が発生する。より具体的には、10〜15分間の静置により下側ケース３に収納した水素発生剤４が湿らせた水と反応して水素ガスを発生する。

このとき、水素発生剤４は水素ガス生成反応に伴い発熱するが、図４に示すように、この反応熱は下側ケース３の周壁に形成したジャケット構造３２により遮断されてケースの外周壁に伝わることなく、ペットボトルＰ中の飲料水へ放熱されることがない。

水素発生剤４から発生した水素ガスは、水素発生剤４上方のガス貯溜空間５に一定量貯溜されて内圧の高まりに伴いガス連通用小孔７に配設した逆止細パイプ８を介して上側ケース２の頭部のガス充填空間６に送気される。

さらに、ガス充填空間６に送気された水素ガスはガス充填空間６内を充満してガス充填空間６の天井周壁のガス放出用小孔９に配設した細パイプ１０を介してケース外へと送気される。

そして、図１０に示すように、ペットボトルＰの上方に水素ガスが貯溜されて水素ガス溜まり空間Ｈが形成され、ペットボトル内圧が徐々に高まることで水素ガスの飲料水への溶存効率が高まる。また、筒状ケース１上半部のフロート機能によりガス放出用小孔９は開口方向を上方にして飲料水面から水素ガス溜まり空間Ｈ中に露出することとなる。

このように水素ガス生成反応により水素発生剤４から間断なく生成される水素ガスにより、筒状ケース内圧はペットボトル内圧よりも高い状態或いは平衡状態となるため、筒状ケース１上半部のフロート機能も相俟って飲料水がガス放出用小孔９を介して侵入することはない。

次いで、水素反応が終了した後は、ペットボトルＰを人手で把持して振盪操作することによりペットボトル内の水素ガス溜まり空間Ｈの水素ガスを飲料水に混濁し、水素ガスの飲料水への強制的な溶解を生起させる。

ここで、水素ガス生成反応の終了に伴う筒状ケース１内部の温度低下と振盪操作に伴うペットボトルＰの押圧とにより筒状ケース内圧はペットボトル内圧よりも低くなり、ケース内部へ飲料水が吸引侵入して金属イオンの飲料水中へ溶出してしまう可能性がある。

しかし、逆止細パイプ８と細パイプ１０の相乗機能により、上下側ケース２、３外方に排出できないという上下側ケース２、３内からみた逆止機能を果たすことができる。

すなわち、細パイプ１０と逆止細パイプ８との液体逆止機能とガス充填空間６の液体トラップ空間機能とにより、侵入水や金属イオン水を飲料水中への放出を遮断することを可能としている。

なお、水素ガス発生装置Ａ使用後には、筒状ケース１を上側ケース２と下側ケース３とに分解して下側ケース３の使用済み水素発生剤４を取り除き、ガス貯溜空間５をなす上側ケース２と下側ケース３の内周壁や下側ケース３の収容部１１内周壁に付着した飲料水や金属イオン水を洗浄する。

さらに、上側ケース２はキャップ体２２と上側ケース本体２１とに分解できるため、上側ケース２のガス充填空間６にトラップされた飲料水や金属イオン水を洗浄でき、新しい別の水素発生剤４を用いて水素ガス発生装置Ａを繰り返し衛生的に使用することができる。

このように本発明に係る水素ガス発生装置によれば、下側ケース内で発生した水素ガスはガス貯溜空間内に逐次貯溜されていき逆止細パイプを介してガス充填空間に充填して内圧が高まり細パイプからケース外に放出されるため、上下側ケースをペットボトル中に投入しても飲料水は細パイプの相乗機能により上下側ケース内に逆流することはなく水素ガスは各細パイプを介して上下側ケース外に放出されてペットボトル内の飲料水に溶解して水素水を確実に生成することができる効果がある。

しかも、下側ケースの周壁はジャケット構造としているため、水素発生剤の反応熱が飲料水に吸熱されることなく更なる水素発生剤の水素ガス生成反応を助長し、比較的短時間で多量の水素ガスを生成することを可能とし、短時間で水素水を生成できる。

すなわち、本発明によれば水素発生ユニットに構成しながら迅速に水素ガスの発生を可能とし、且つ、金属イオンが飲料水に溶出しないような逆止機能を確実に果たし得る水素ガス発生装置を提供することができる。

最後に、上述した各実施の形態の説明は本発明の一例であり、本発明は上述の実施の形態に限定されることはなく、上述した各実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

Ａ水素ガス発生装置（１筒状ケース）
２上側ケース
３下側ケース
４水素発生剤
５ガス貯溜空間
６ガス充填空間
７ガス連通用小孔
８逆止細パイプ
９ガス放出用小孔
１０細パイプ

Claims

ペットボトル内に投入自在とした密閉状の筒状ケース内に、水素発生剤を収納するための水素ガス発生空間を形成すると共に、水素ガス発生空間の端部には水素ガス発生空間と遮断したガス充填空間を形成し、
ガス充填空間の一端壁部にはガス放出用小孔を穿設し、
水素ガス発生空間と充填空間とは両端開口部が各空間にそれぞれ開口した逆止細パイプを介して連通状態としたことを特徴とする水素ガス発生装置。
筒状ケースは、連結した状態でペットボトル内に投入自在とした密封連結可能な上下二段の上下側ケースよりなり、
水素ガス発生室内は下側ケースとすると共に水素発生剤はペットボトル中の飲料水に端部を浸漬し湿らせて下側ケース中に収納可能とし、
ガス放出用小孔は、水素ガス発生室内の頭部に水素ガス発生空間と遮断して形成したガス充填空間となる上側ケース頭部の一端壁部に穿設し、
逆止細パイプは、下側ケースとガス充填空間との間に介設し、
ガス放出用小孔にはガス充填空間内に開口配設した細パイプを連通して設けたことを特徴とする請求項１に記載の水素ガス発生装置。
連通した状態でペットボトル内に投入自在とした密封連結可能な上下二段の上下側ケースと、
湿らせて下側ケース中に収納し水素を発生するようにした水素発生剤と、
下側ケース中の水素発生剤から発生した水素を貯溜するために上側ケース中に形成したガス貯溜空間と、
上側ケースの頭部にガス貯溜空間と遮断して形成したガス充填空間と、
ガス貯溜空間をガス充填空間に連通するためにガス貯溜空間の頭部壁面に穿設したガス連通用小孔と、
上側ケースの頭部周壁に穿設し、ガス充填空間に連通するガス放出用小孔と、
ガス連通用小孔に連通連設した状態でガス充填空間内に開口配設した逆止細パイプと、
ガス放出用小孔に連通連設した状態でガス充填空間内に開口配設した細パイプと、よりなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水素ガス発生装置。